회로 설계 : 기초부터 실무까지!

MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)의 동작 영역을 이해하는 것은 회로 설계에 있어서 굉장히 중요합니다. MOSFET은 주로 스위치 용도로 사용하거나 증폭기 용도로 사용합니다. LNA나 OPAMP와 같이 소신호를 다루는 사람이라면 주로 증폭기 용도로 사용할 것이고, 전원 또는 제어 보드를 설계하는 사람이라면 주로 스위치 용도로 사용할 겁니다. 따라서, MOSFET을 용도에 따라 적절히 사용하기 위해서 동작 영역에 대한 이해가 반드시 필요 합니다. MOSFET은 게이트 전압에 따라 채널의 전도성 또는 저항성을 조절하여 전류를 제어하는 반도체 디바이스입니다. 저항성이 낮은 동작영역(Triode)을 활용하여 스위치처럼 동작하게 하거나 저항성이 ..

(이번 포스팅은 아래 포스팅에서 이어지는 글로 아래 포스팅을 먼저 보시면 좀 더 도움이 됩니다.) 2023.07.16 - [아날로그 회로] - #12. MOSFET을 이용한 증폭기 설계 #12. MOSFET을 이용한 증폭기 설계 전자회로를 배웠다면 MOSFET이 굉장히 익숙할거에요. MOSFET의 동작 특성에 대해 상세하게 배웠을지라도 이를 이용하여 증폭기를 설계하는게 참 쉽지 않죠. 이론은 충분히 알고 있지만 실전 경험이 analog-circuit-design.tistory.com 그림 1과 같이 증폭기를 설계한 경우 증폭기의 이득은 부하단에 연결되는 임피던스에 의해 결정됩니다. 이 증폭기 부하단에 연결되는 입력 임피던스가 큰 경우 증폭기의 이득과 동작에 문제가 없을테지만, 입력 임피던스가 작은 부하 ..

MOSFET은 저항(Resistor), 커패시터(Capacitor), 인덕터(Inductor) 그리고 다이오드(Diode)를 제외하면 회로 설계에서 가장 기본이 되는 소자입니다. 반도체에서도 다이오드의 PN 접합 다음으로 MOSFET의 구조를 배우게 됩니다. 그만큼 중요한 소자인거죠. 그러면, MOSFET의 물리적인 구조를 파악해보고, 회로로 어떻게 모델링될 수 있는지를 한 번 설명해 보겠습니다. MOSFET은 Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor의 약자로 이름 그대로 금속(Metal)과 절연체(Oxide), 반도체(Silicon)로 구성되어 있고, 이로 인해 전계효과를 가지는 트랜지스터를 뜻합니다. 그림 1은 MOSFET의 기본 구조입니다. 그림 1의 실리콘(S..

2023.07.19 - [아날로그 회로] - #12-1. MOSFET을 이용한 증폭기 설계 - 버퍼(Buffer) 회로 전자회로를 배웠다면 MOSFET이 굉장히 익숙할거에요. MOSFET의 동작 특성에 대해 상세하게 배웠을지라도 이를 이용하여 증폭기를 설계하는게 참 쉽지 않죠. 이론은 충분히 알고 있지만 실전 경험이 부족하다보니 설계하기가 참 막막합니다. 그래서 MOSFET을 이용한 증폭기를 어떻게 설계하는지 실제 사용하는 소자와 회로 시뮬레이터를 활용하여 상세하게 설명해 볼까 합니다. 사용할 Spice 툴은 ADI 사에서 제공하는 LTSpice 입니다. 이 외에도 여러가지 무료 툴들이 있지만 다양한 소자 모델을 제공하고, 인터페이스가 편리한 LTSpice를 사용하도록 하겠습니다. 먼저, 증폭기를 설계하..

그림 1은 MOSFET을 나타내는 다양한 심볼들 입니다. 화살표도 제각각이고 뭔가 조금씩 다 모양이 다릅니다. 대부분의 PMOS 심볼은 Gate에 동그라미를 그려서 이게 붙어 있으면 아 PMOS인가보다 싶지만 또 어떤 심볼은 동그라미를 표현하지 않기도 합니다. 하나의 MOSFET을 굉장히 다양하게 그려서 헷갈리죠. 그래봐야 다 똑같은 MOSFET인데,, MOSFET을 많이 보다 보면 그림 2와 같이 어떤 심볼은 Drain과 Source에 웬 다이오드가 하나 붙어 있는 걸 볼 수 있습니다. MOSFET은 Gate, Drain, Source로 구성된다고 배웠는데 이 다이오드는 뭘까? 라는 생각을 많이 가질거에요. 저 또한 그랬습니다. 사실 MOSFET은 Gate, Source, Drain 외에 Body라는 ..

역극성이란? 간단하게 배터리의 (+)단자와 (-)단자를 반대로 연결한 경우를 뜻합니다. 이런 경우 다양한 부품 소자들이 손상될 수 있습니다.예를들면, 탄탈과 같이 극성이 있는 캐패시터는 전압이 반대로 걸릴 경우 파손되기 쉽습니다. 다이오드 또한 역방향 전압을 지나 항복전압(breakdown voltage)에 다다르면 순간적으로 강한 전류를 발생시키면서 파손이 되죠. 그러면 당연하게도 트랜지스터 역시 파손될 가능성이 있겠지요. 트랜지스터는 두 개의 다이오드로 이루어져 있으니까요. 이 외에도 몇몇 취약한 IC들은 전압이 반대로 걸릴 경우 파손될 우려가 있습니다. 한 곳에서 파손되기 시작하면 점차 범위를 넓혀 나가기 때문에 전원을 연결했을 때 뭔가 심상치않은 소리가 나거나 연기가 피어오르면 바로 전원을 차단해..